¿Cómo se produce el alambre de tungsteno?

La refinación de tungsteno a partir de mineral no se puede realizar mediante fundición tradicional, ya que el tungsteno tiene el punto de fusión más alto de cualquier metal. El tungsteno se extrae del mineral mediante una serie de reacciones químicas. El proceso exacto varía según el fabricante y la composición del mineral, pero los minerales se trituran, luego se tuestan y/o se envían a través de una variedad de reacciones químicas, precipitaciones y lavados para obtener paratungstato de amonio (APT). El APT puede venderse comercialmente o procesarse posteriormente para obtener óxido de tungsteno. El óxido de tungsteno se puede tostar en una atmósfera de hidrógeno para crear polvo de tungsteno puro con agua como subproducto. El polvo de tungsteno es el punto de partida para los productos de tungsteno, incluido el alambre.

Ahora que tenemos polvo de tungsteno puro, ¿cómo hacemos alambre?

1. Presionando

El polvo de tungsteno se tamiza y se mezcla. Se puede agregar un aglutinante. Se pesa una cantidad fija y se carga en un molde de acero que luego se carga en una prensa. El polvo se compacta formando una barra cohesiva pero frágil. Se desmonta el molde y se retira la barra. Imagen aquí.

2. Presinterización

La frágil barra se coloca en un recipiente de metal refractario y se carga en un horno con una atmósfera de hidrógeno. La alta temperatura comienza a consolidar el material. El material tiene aproximadamente entre el 60% y el 70% de la densidad total, con poco o ningún crecimiento del grano.

3. Sinterización completa

La barra se carga en una botella de tratamiento especial enfriada por agua. La corriente eléctrica pasará a través de la barra. El calor generado por esta corriente hará que la barra se densifique aproximadamente entre un 85% y un 95% de su densidad total y se contraiga aproximadamente un 15%. Además, comienzan a formarse cristales de tungsteno dentro de la barra.

4. Estampado

La barra de tungsteno ahora es fuerte, pero muy quebradiza a temperatura ambiente. Se puede hacer más maleable elevando su temperatura entre 1200°C y 1500°C. A esta temperatura, la barra se puede pasar a través de una prensa. Un estampador es un dispositivo que reduce el diámetro de una varilla pasándola a través de una matriz que está diseñada para martillar la varilla a aproximadamente 10.000 golpes por minuto. Normalmente, un estampador reducirá el diámetro en aproximadamente un 12 % por pasada. El estampado alarga los cristales, creando una estructura fibrosa. Aunque esto es deseable en el producto terminado por su ductilidad y resistencia, en este punto la varilla debe aliviarse mediante recalentamiento. El estampado continúa hasta que la varilla esté entre 0,25 y 0,10 pulgadas.

5. Dibujo

Ahora se puede pasar alambre estampado de aproximadamente 0,10 pulgadas a través de troqueles para reducir el diámetro. Un alambre se lubrica y se pasa a través de matrices de carburo de tungsteno o diamante. Las reducciones exactas de diámetro dependen de la química exacta y del uso final del alambre. A medida que se estira el alambre, las fibras se alargan nuevamente y aumenta la resistencia a la tracción. En determinadas etapas, puede ser necesario recocer el alambre para permitir un procesamiento posterior. Se puede trefilar un alambre de hasta 0,0005 pulgadas de diámetro.